Виток на входе усилителя Опции

[SALOME]

Подключаю первый виток провода ко входу операционного усилителя. По логике получается, что мы имеем короткозамкнутый вход. Подаем переменное напряжение генератором на рядом расположенный второй виток. В результате взаимоиндукции в первом витке возникает эдс, которую усилитель усиливает. Все правильно по физике. Однако, где "падает" напряжание, которое может достигать больших величин, ведь омическое сопротивление витка ничтожно мало . Подозреваю, что падает на реактивном сопротивлении индуктивности. Но ведь омическое то никуда не делось Оно вроде бы должно шунтировать реактивное? Интерес у меня чисто практический: как правильно согласовать сопротивления витка и усилителя?

[Ilya_z]

А вот если у меня на витке наводится напряжение с разной частотой в больших пределах (ex. 10Hz ....2 MHz), то величина реактивного сопротивления тоже будет меняться

Согласовние в такой полосе частот на индуктивности задача не тревиальная, скорее всего вообще не решаемо, вам действительно такой диапазон нужен?

[SALOME]

Согласовние в такой полосе частот на индуктивности задача не тревиальная, скорее всего вообще не решаемо, вам действительно такой диапазон нужен?

Да, такой диапазон принимаемого сигнала. Мне его вообщем-то усиливать не требуется. Нужно просто согласовать с дифференциальным драйвером АЦП. По поводу "вообще не решаемо" - это звучит трагично .

Не, не так. Выходное сопротивление источника = входного сопротивления входа. Вот так будет правильно. И в плане отражений, и в плане передачи мощности. В данном конкретном случае - вторичка может быть не виток, а много витков. Сколько - надо считать.

Я тоже подозреваю, что при согласовании надо исходить из равенства сопротивлений. Однако здесь реактивное сопротивление катушки меняется с изменением частоты. И как тут быть?
По поводу конкретного расчета индуктивности - это не принципиально. Мне важно понять принцип согласования такого устройства и желательно - формулу расчета.

[Kostolomus]

Да, такой диапазон принимаемого сигнала. Мне его вообщем-то усиливать не требуется. Нужно просто согласовать с дифференциальным драйвером АЦП. По поводу "вообще не решаемо" - это звучит трагично .
Я тоже подозреваю, что при согласовании надо исходить из равенства сопротивлений. Однако здесь реактивное сопротивление катушки меняется с изменением частоты. И как тут быть?
По поводу конкретного расчета индуктивности - это не принципиально. Мне важно понять принцип согласования такого устройства и желательно - формулу расчета.

Сопротивления относятся как квадрат коэффициента передачи транса. Посчитать это просто: сравнить напряжение/ток на выходе и на выходе. 10 герц - ну, можно. Теоретически. Транс большой будет, паразиты тоже большие, 20 МГц отдыхают. Фишка в чем: поток из первички во вторичку компенсируется, тут лишь бы витки влезли, а вот поток намагничивания от первички будет в полный рост как есть. То есть имеем некий дроссель в виде первички на сердечнике с некоторой индуктивностью. К нему приложено напряжение определенной амплитуды и частоты. Если это напряжение на этой индуктивности при этой частоте делает ток, достаточный для насыщения сердечника - транс вылетит по насыщению. Вот откуда понятие витки на вольт, которые зависят только от параметров сердечника и рабочей частоты - нужно обеспечить достаточную величину индуктивности намагничивания. Для ясности - да, индуктивное сопротивление меняется от частоты, но на передачу напряжения трансом это никак не влияет. Лишь бы не насытился.
В нашем случае для нижней границы частоты первичка должна быть огого, и емкость ее будет соответственная, что для верхней частоты не пройдет. Имхо, для такого диапазона транс не катит. Нужно непосредственное согласование, может и усилитель с токовым входом.

[SALOME]

Имхо, для такого диапазона транс не катит. Нужно непосредственное согласование, может и усилитель с токовым входом.

У меня нет трансформатора как такового. Есть индуктивный преобразователь на входе. Ну типа металлоискателя по принципу МПП. Для ясности выложу возможные схемы подключения катушки к драйверу АЦП. Драйвер АЦП уже собран и его обвязку менять не желательно, иначе могут сбиться настройки антиалайзингового фильтра (Fсреза>40MHz). Вопрос в том как корректно подключить индуктивность на вход и какая схема более эффективна?

[Okorok]

У меня нет трансформатора как такового. Есть индуктивный преобразователь на входе. Ну типа металлоискателя по принципу МПП. Для ясности выложу возможные схемы подключения катушки к драйверу АЦП. Драйвер АЦП уже собран и его обвязку менять не желательно, иначе могут сбиться настройки антиалайзингового фильтра (Fсреза>40MHz). Вопрос в том как корректно подключить индуктивность на вход и какая схема более эффективна?

Если есть возможность, применяйте "вариант 1 слева". Но проблема будет, скорее всего, не в схемотехнике.

Выбить из реального индуктивного преобразователя диапазон частот от 10 Гц до 1 МГц - это приблизительно как построить автомобиль для диапазона скоростей от 0,01 до 300 км/ч без коробки передач.
На низких частотах будет проблема с омическим сопротивлением индуктивности, на верхних - с ее собственным резонансом.
Реальные индуктивные преобразователи делают на диапазон частот в максимум 2 (от силы 3) декады, а Ваши требования - 5 декад. Возможное решение: разбивание диапазона частот на поддиапазоны и применение минимум двух преобразователей.

[SALOME]

Если есть возможность, применяйте "вариант 1 слева". Но проблема будет, скорее всего, не в схемотехнике.

Выбить из реального индуктивного преобразователя диапазон частот от 10 Гц до 1 МГц - это приблизительно как построить автомобиль для диапазона скоростей от 0,01 до 300 км/ч без коробки передач.

Да Вы все правильно говорите. Но еще раз прошу не заморачиваться на том, откуда берутся эти частоты на индуктивном преобразователе. Тут ведь еще и по амплитуде диапазон 140dB . Вопрос в том, как корректно согласовать такой преобразователь с имеющимся драйвером АЦП. Судя по всему нужен буфер. И хотелось бы, чтобы он тоже был однополярным 5В.
По поводу варианта1 слева - дифф.включение - здесь не все так очевидно. Если я его применю в противофазном режиме, то уничтожатся не только синфазные помехи, но сам полезный сигнал, который волею судеб наводится одновременно и синфазно на обоих катушках. Если включить " в фазе", то сигнал и помехи усилятся вдвое. Хотя я может быть чего то не догоняю

[alexkok]

Да Вы все правильно говорите. Но еще раз прошу не заморачиваться на том, откуда берутся эти частоты на индуктивном преобразователе. Тут ведь еще и по амплитуде диапазон 140dB . Вопрос в том, как корректно согласовать такой преобразователь с имеющимся драйвером АЦП. Судя по всему нужен буфер.

А что , существуют такие АЦП?
Я знаю только на 120dB, да и то для звукового диапазона.
Или это после фильтрации в узкой полосе?
Можно побольше выдержек из ТЗ?

[SALOME]

А что , существуют такие АЦП?
Я знаю только на 120dB, да и то для звукового диапазона.
Или это после фильтрации в узкой полосе?
Можно побольше выдержек из ТЗ?

AD 7760 - 24 разряда, что соответствует 144 дБ.

Для начала давайте переведем Вашу необходимую чувствительность в необходимую спектральную плотность шумов. Тогда будет понятно, за что можно бороться.
У Вашего АЦП за счет 1 Ком резисторов на входе (не берем пока другие шумы), шум в полосе 1 Мгц - 6 мкв. Что при идеальных условиях даст динамический диапазон чуть более 100 Дб. Поэтому парметры ТЗ даже теоретически недостижимы.
Какова площадь и индуктивность Вашей катушки ? Кто-нибудь промерял спектральные характеристики ее шумов до того, как писать такое ТЗ ? С этого надо начинать, я думаю многие пункты Вашего ТЗ отвалятся сами собой. Еще надо измерить Z(f). Без этого обсуждать пока нечего.

Шумы есть, их не может не быть . Но однако существуют методики выделения сигнала на фоне шума. Причем оооочень слабых сигналов и очччень сильных шумов.
Пока, что у меня стоит вопрос о корректном согласовании витка с имеющимся драйвером АЦП. Неужели для методики расчета при согласовании нужны конкретные размеры витка и измерния Z(f)? А для чего тогда формулы существуют?
И почему вы считаете, что ТЗ не нереализуемо? Ну имеем на входе сигнал в диапазоне 140дБ, из них 50 дБ помехи. И что тут необычного?

[alexkok]

AD 7760 - 24 разряда, что соответствует 144 дБ.

Features

* 120 dB dynamic range at 78 kHz output data rate
* 100 dB dynamic range at 2.5 MHz output data rate
* 112 dB SNR at 78 kHz output data rate
* 100 dB SNR at 2.5 MHz output data rate
* 2.5 MHz maximum fully filtered output word rate
* Programmable oversampling rate (8X to 256X)
* Fully differential modulator input
Ну, до 144дБ ему далеко.
Разве что в полосе 0.01Гц.

Шумы есть, их не может не быть . Но однако существуют методики выделения сигнала на фоне шума. Причем оооочень слабых сигналов и очччень сильных шумов.

Время передачи одного символа при этом тоже будет очччень большое.
Можно конечно передавать одновременно много символов, что-то в этом есть.
Если еще учесть что атмосферные шумы не интересуют, то очень похоже на скрытную систему связи с подводными лодками.
Вас за разглашение не привлекут?

Пока, что у меня стоит вопрос о корректном согласовании витка с имеющимся драйвером АЦП. Неужели для методики расчета при согласовании нужны конкретные размеры витка и измерния Z(f)? А для чего тогда формулы существуют?

Для разных сопротивлений источника схемотехника разная.
Методику я уже описывал.

И почему вы считаете, что ТЗ не нереализуемо? Ну имеем на входе сигнал в диапазоне 140дБ, из них 50 дБ помехи. И что тут необычного?

Ну значит в ТЗ должно быть написано: ДД по шумам 90дБ (в полосе 1МГц) или 140дБ (в полосе 0.01Гц).

[SALOME]

Features

* 120 dB dynamic range at 78 kHz output data rate
* 100 dB dynamic range at 2.5 MHz output data rate
* 112 dB SNR at 78 kHz output data rate
* 100 dB SNR at 2.5 MHz output data rate
* 2.5 MHz maximum fully filtered output word rate
* Programmable oversampling rate (8X to 256X)
* Fully differential modulator input
Ну, до 144дБ ему далеко.
Разве что в полосе 0.01Гц.
Если еще учесть что атмосферные шумы не интересуют, то очень похоже на скрытную систему связи с подводными лодками.
Вас за разглашение не привлекут?

Эти дБ, котрые Вы указали характеризуют работу АЦП при разных кофф дицимации. А я веду речь о динамическом диапазоне входного сигнала.
Я не на подводной лодке . Но разглашение не предусмотрено . Меня интересуют шумы самого разного происхождения и атмосферного тоже. Но это тема другого разговора. Сейчас мне надо просто корректно стыкануть источник сигнала (один виток диметром 50см) с драйвером АЦП (см datasheet). А дальше я хочу увидеть все эти шумы и сигналы как можно точнее. А вот что с ними дальше делать - другая тема.

[evgeny_ch]

...
Я не на подводной лодке . Но разглашение не предусмотрено .
...

Это плохо, в воде было бы проще.
Вам про емкость монтажа правильно говорят.
Представьте, что рядом с вашим прибором случится электромагнитный разряд. Защита у вашей схемы отсутствует, т. ч. изобразите все компоненты.
P.S. Из ваших слов я могу предположить, что вы делаете сканирующий приемник.

Сообщение отредактировал evgeny_ch - Apr 28 2008, 10:45

[SALOME]

Представьте, что рядом с вашим прибором случится электромагнитный разряд. Защита у вашей схемы отсутствует, т. ч. изобразите все компоненты.

По поводу защиты входный цепей тоже интересных вопрос. Если защищать встречно включенными диодами, то требуется последовательно ввести гасящие резисторы порядка 1Ком, что ухудшит помеховую ситуацию. И какие искажения внесут защитные диоды? Может быть есть какие то другие малошумящие варианты защиты? И еще непонятно, как включатьвстречные диоды при однополярном источнике питания драйвера?

[evgeny_ch]

По поводу защиты входный цепей тоже интересных вопрос. Если защищать встречно включенными диодами, то требуется последовательно ввести гасящие резисторы порядка 1Ком, что ухудшит помеховую ситуацию. И какие искажения внесут защитные диоды? Может быть есть какие то другие малошумящие варианты защиты? И еще непонятно, как включатьвстречные диоды при однополярном источнике питания драйвера?

На входе может быть диодный смеситель, как у приёмника.
Если это приёмник.

Сообщение отредактировал evgeny_ch - Apr 29 2008, 03:25